硅的化合物

硅 芯 片 是 各 种 计 算 机 、 微 电 子 产 品 的 核 心
硅 太 阳 能 电 池
5、用途：太阳能电池、 计算机芯片以及半导体 材料信息技术等材料和 人造卫星、登月车、火 星探测器等动力设备新 能源。
小结: 1.介绍了硅酸盐的定义、性质和表示方法及工业产品.

2.硅酸钠的性质和用途 3.硅单质的存在形式、性质、工业制备和用途 4.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊的原因。
气 态
熔点低
CO2+H2O=H2CO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+Na2O=Na2CO3 CO2+CaO=CaCO3
不反应
SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O SiO2＋CaO=CaSiO3 SiO2 ＋ 4HF =SiF4↑＋ 2H2O 装饰、石英坩埚、光纤
正长石：KAlSi3O8不能写成 K2O·Al2O3· 3SiO2， 应写成K2O· 2O3· Al 6SiO2
4、硅酸盐在自然界的转化 硅酸盐是如何具有保肥能力的？ 硅酸盐矿石长期受到空气中的二氧化碳和水的
侵蚀后,逐渐风化分解,生成的可溶物质随雨水流入
江河、海洋，留下大量的黏土形成土壤胶体，因其 表面巨大且一般带负电，能吸收NH4+，K等营养 离子，从而具有保肥能力。
根据上述二氧化硅的结构及学过的二氧化碳的性 质你能否判断其有何物理和化学性质及用途呢？
主要用作装饰、石英坩埚、光纤
无用 开光 刀导 手纤 术维 做
现代通信用光缆
光 学 纤 维 胃 镜
光 导 纤 维 手 术 头 灯
（三）、二氧化硅的物理和化学性质和用途
二氧化碳 状态 物理性质 化 学 性 质 与水反应 与碱反应 与碱性氧 化物反应 二氧化硅 固 态 熔点高、硬度大
2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？
HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用 玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。 SiO2 ＋ 4HF =SiF4↑＋ 2H2O 此反应常用于雕刻玻璃
2、硅酸 （H2SiO3）
(1)性质:
硅酸是一种(白色 ) 固体，溶解度( 很小 )，而且 是一种弱酸,酸性比H2CO3 ( 还弱 ) 。 (2)制备:
新型陶瓷
人 造 关 节
高温结构陶瓷
1.氧化铝陶瓷
高 压 钠 灯
陶瓷机械零件
三、硅单质（Si）
1、存在形式
{Байду номын сангаас
晶体硅 无定形硅
2、物理性质： 有金属光泽的灰黑色固体，熔点 高，硬度大。 3、化学性质 你能根据硅的原子结构推测硅单质可能具有的化 学性质
①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和 NaOH溶液反应。 Si＋2F2＝SiF4 Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑
课堂练习
1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化 合物不具有的性质是（ B ） A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬
2.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的 试剂是（ B ） A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液 3、下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是 （C ） A.HF溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.水玻 璃
第四章 第一节 无机非金属材料的主角---硅 （第一、二课时）
第一课时
学习目标：

（一）、硅元素在自然界中的存在和含量 （二）、硅元素的位置与结构 一、二氧化硅和硅酸 1.二氧化硅的结构和性质 2.硅酸制取原理和性质和硅胶的用途 3.探究硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实
硅元素(silicon)在地壳中的含量 氢0.16% 其他1.20% 镁2.00% 钾2.47% 钠2.74% 硅26.3% 钙3.45% 铁4.75% 铝7.73% 硅26.3% 氧48.6%
二、硅酸盐
1、定义： 硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称 2、性质： 硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的 可溶性硅酸盐是Na2SiO3，K2SiO3 3、表示方法： （1）化学式法： 适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、 CaSiO3等。
（2）氧化物法：
活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧 化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后 原子个数守恒原则配置系数。 硅酸钠：Na2SiO3 Na2O· 2 SiO 硅酸钙：CaSiO3 CaO· 2 SiO 高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3· 2SiO2· 2O 2H
5、硅酸钠（Na2SiO3）
（1）、硅酸钠的物理性质
硅酸钠是白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻 璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，是一种 矿物胶，黏性很强，可以作黏胶剂和木材防火剂。
放入蒸馏水
放入硅酸钠饱和溶液
现
结
象
论
水分蒸发后燃烧 水分蒸干后不燃烧 水不能防火 硅酸钠能防火
硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什
6.下列物质中能跟SiO2发生反应的是( D A 盐酸 B 硝酸 C 硫酸
)
D 烧碱溶液
第二课时
二、硅酸盐 1.硅酸盐的定义、性质和表示方法及工业产品 2.硅酸钠的性质和用途 3.硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊
的原因。
三、硅单质 硅单质的存在形式、性质、工业制备和用途
通过下列图片你能总结归纳出硅元 素在自然界中的存在吗？
(一)硅元素在自然界中存在和含量
1.自然界硅元素主要存在于: 岩石、沙子和土壤
2.地壳中的含量:
排在第二位,氧的后面.
3.自然界硅存在的形态 : 硅无游离态单质状态
只有化合态：常常有硅的氧化物和硅酸盐
(二) 硅的位置与结构 你能画出碳和硅原子结构示意图，并归 纳出硅与碳的结构相同的地方吗？你能推测 它们有何性质？
—— 与酸反应 人工降雨，灭火等 用 途
图 4-6 实验室盛放 NaOH溶液的试剂瓶
1、实验室盛装NaOH
溶液的试剂瓶为什么
用橡胶塞而不用玻璃 塞？(提示： SiO2是玻 璃成分之一) NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成 Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装 NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。 SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O
{ 玛瑙
水晶
石英晶体是结晶的二氧化硅，石英 中无色透明的晶体就是通常所说的 水晶。
晶 体 二 氧 化 硅
水晶
石英具有彩色环状或层状的称为玛瑙。
玛瑙
玛
瑙
（二）二氧化硅的结构
[SiO2]四面体 空间网状结构
每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角. 同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。 二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,用SiO2来表示 二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化 学式
结论
化学方 程式
离子方 程式
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓
SiO32- + 2H+ == H2SiO3↓
（3）用途 生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶，经干
燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。常常 用 做干燥剂。
用什么实验事实能够证明 硅酸的酸性比碳酸弱？
向可溶性硅酸盐溶液中通入二氧化碳气体，出现
么现象？为什么？ 硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。因 为发生下列反应： Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓ （2）、硅酸钠化学性质 硅酸钠的化学性质相对稳定，不能燃烧， 不易被腐蚀，热稳定性好。
①与酸反应
Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3↓
想一想：怎样设计实验制取H2SiO3呢？
温馨提示： CO2＋H2O＝H2CO3 ，但是SiO2不能与水直接 化合成H2SiO3。
制取原理：强酸制弱酸
阅读课本P65并 探究实验4-1
现象
滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶 液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生 a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸 盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，
Si C
碳和硅最外层有四个电子，既不易失去电子， 也不易得到电子。所以硅和碳的化学性质不活 泼,主要形成四价化合物。碳和硅都是亲氧元素 但是硅的亲氧能力更强，因此碳和硅在自然界 中存在形式有所不同。
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2）
结晶形（石英晶体） (一)二氧化 硅存在形态 无定形——硅藻土
白色浑浊，即用H2CO3可制得H2SiO3 ，可证明 H2SiO3 的酸性比H2CO3弱。（强酸制弱酸） Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
SiO32- + H2O + CO2== CO32- + H2SiO3↓
知识重点总结:
1.介绍了硅元素在自然界中的存在和含量。 2.二氧化硅的主要性质： SiO2 ＋ 2NaOH = Na2SiO3 ＋H2O SiO2＋CaO=CaSiO3 SiO2 ＋ 4HF=SiF4↑＋ 2H2O 3.硅酸制取原理: Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓ 4.硅酸的酸性比碳酸弱的实验事实 Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
②与盐反应
CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3↓+2NaCl （3）、用途 可以作肥皂填料，还可以用做建筑、纸张的 黏合剂和木材、织物的防腐剂及防火剂
你能指出常见的硅酸盐产品有哪些吗
5、硅酸盐工业产品 传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。 [练习]1.下列说法正确的是（ A ） A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品 B.水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2 C.SiO2很稳定，与所有的酸都不反应 D.将石棉（CaMg3Si4O12）化学式改写成氧化物 的形式：3(MgO· CaO)· 4SiO2


作业:
课本P79 3、4
4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ B ）
A.CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出 C.高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2 D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性 硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀
5.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别 开来的试剂是（D ） A.NaOH溶液 B.水 C.氢氟酸 D.稀盐酸
Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑ ②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属 单质反应。
Si＋O2
高温
SiO2
4、硅的工业制备 工业上，用焦炭在高温下还原石英砂可制得粗硅 SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑ ① ，又能跟氯气反应 经提纯得到 SiCl4后再用氢气还原制得纯硅：Si(粗) ＋2Cl2＝SiCl4 ② ，SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl③ 。根据以上反应回答下列问题： （1）反应①中焦炭做（ A ） A.还原剂 B.氧化剂 C.二者都不是 （2）反应 ②属于（ A），反应③ 属于（ E ） A.化合反应 B.分解反应 C.氧化还原反应 D.非氧化还原反应 E.置换反应